干旱景观中用于识别和传达环境影响的生态水文概念模型与影响路径图

《Environmental Impact Assessment Review》：Ecohydrological conceptual models and impact pathway diagrams for identifying and communicating environmental impacts in an arid landscape

　　

•当前环境影响评估（EIA）格式在清晰传达影响方面能力有限。
•一种系统列出、呈现和评估环境影响的新方法。
•利益相关方参与凸显了科学、文化与政策之间的术语挑战。
•复杂性与清晰性之间的权衡对有效沟通至关重要。

引言

在过去几十年中，环境影响评估（EIA）已从纯粹的管理评估工具逐步发展为促进可持续发展的关键机制。这一转变伴随着技术进步、利益相关方参与的改善，以及将社会经济和气候考量纳入评估，以与可持续发展目标（SDGs）和《巴黎协定》保持一致（Joseph等，2019；Nita等，2026）。然而，EIA面临的一个关键剩余挑战在于如何将生态系统信息和预测的发展影响整合到一个清晰、连贯的格式中，以促进与决策者和利益相关方（本文根据André等（2006）和Reed等（2024）将其称为"利益相关方"）的有效沟通和参与（Retief等，2026）。

环境影响评估的基本组成部分包括（Rathi, 2021）：（1）基线（现有）环境状况的描述，（2）拟议开发活动及相关压力因素，（3）识别和评估这些压力因素可能产生的影响及风险评估，（4）如何应对任何负面影响（避免、最小化或补偿）。通常，收集和传达这些信息的方式是准备并发布书面文件，如环境影响报告书（EIS）；然而，此类文件篇幅冗长且包含高度技术性的内容（Bond等，2024）。信息往往被分散到不同的主题中（如地表水、地下水、水生植物和动物等），各部分之间缺乏交互或整合，这通常是因为各部分由不同的主题专家完成（Nita等，2022）。这限制了其有效传达影响因果关系和相互关联性，从而无法全面理解拟议开发项目潜在影响的能力（Perdicoúlis和Glasson, 2012；Ehrlich, 2022），使得对这些影响制定缓解措施的优先级排序变得困难。这一碎片化问题也出现在快速增长的气候变化影响评估（CCIA）工作中，阻碍了评估结果的采纳（Nita等，2026）。

上述问题适用于世界各地许多环境影响评估场景，但在水资源匮乏的干旱环境中尤为突出，原因在于生态敏感性、数据稀缺和高度自然变异性。干旱气候典型的低降水和高蒸散发导致了严重的水资源受限景观，以及水文和生态组分之间的强耦合（D'Odorico等，2019）。罕见事件通常是干旱景观生态系统状态的关键驱动力，然而，这些地区的监测通常稀疏且不频繁（Benito和Díez-Herrero, 2015；Aryal等，2020）。有限的基线数据以及生态水文学组分之间复杂的作用关系（如阈值效应、非线性关系、反馈回路和时间滞后）对评估和传达开发项目对这些生态系统潜在影响提出了挑战（Whitfield和Reed, 2012）。

干旱地区的自然资源开发及相关基础设施（如采矿）通常会增加对水的需求。与这种水资源可用性变化相关的环影响包括直接生态系统响应，以及以侵蚀、粉尘和火灾等形式出现的二次效应。鉴于原生生态系统对干旱地区稀缺水资源的高度依赖，开发项目对水资源的影响在环境影响评估中往往被特别强调（Pr?v?lie, 2016）。如果额外需求通过从区域外运输或管道输水来满足，这种水资源流入水资源受限地区的潜在影响也应进行评估（Gratzfeld, 2003）。影响评估所需的跨学科性质对清晰简明的沟通构成了显著挑战。相比之下，利用在当地生活和工作的人（利益相关方）的本地知识可以阐明潜在影响的显著性和量级，并能够使EIA解决相关问题，因此在整个EIA过程中及早并频繁地与利益相关方沟通也至关重要（Hughes, 1998；Dennison等，2007；Benham, 2017）。

越来越多的关注正在从传统的EIS文件转向环境影响评估过程中的其他沟通形式，或者至少用更易接触的方式补充EIS，如使用因果网络（Peeters等，2022和2023；Retief等，2016）。这些方法主要关注改善视觉工具的使用，以清晰、快速和透明地传达大量复杂信息（de Oliveira和Partidário, 2020；Adams等，2022）。虽然这些视觉工具在EIA实践中被广泛使用，但它们在传达信息方面的有效性并不总能得到保证。

本文提出并讨论了在澳大利亚南部的干旱Stuart Shelf地区，对矿产资源开发潜在生态水文影响进行区域评估时，整合和传达相关信息的经验。鉴于该地区矿物资源众多，并为未来开发增加做准备，我们旨在为监管者（南澳大利亚州政府）、资源开发倡议者（行业）和区域景观委员会在评估新提案时建立一个共同的潜在环境影响知识库。该地区地表水和淡水地下水的可用性极为有限，因此生态系统对水文状况和土地利用变化敏感。因此，可持续发展将要求倡议者证明对水资源和依赖生态系统的不利影响将被避免、最小化或缓解。

为了在干旱景观中建立共同理解，我们开发了生态水文学概念模型（ECMs）和影响路径图（IPDs），以识别、整合和传达潜在环境影响。在这一方法中，ECMs描述了系统的结构和功能，而IPDs则正式化了开发活动与环境影响受体之间的因果关系。输出成果旨在根据不同受众满足多种用途，包括：为社区提供矿产资源开发所需活动及其如何对环境受体造成压力的描述；为监管者提供系统中潜在影响（危险源）的系统性和全面识别，以协助审查未来的影响评估；为行业和咨询公司提供结构化框架，协助透明地组织影响评估。因此，本文开发并展示了一个整合性视觉推理框架，将系统理解、因果影响识别、优先级排序和利益相关方审议在EIA中连接起来。

下一节概述ECMs和IPDs的开发，随后呈现案例研究和相应模型。讨论部分反思了在运用ECMs和IPDs过程中面临的挑战，本文最后总结关键发现、局限性和未来研究方向。

方法

为促进对Stuart Shelf地区生态水文学及矿产资源开发潜在环境影响的共同理解而开发的视觉工具利用了概念模型和图表，如图片或方框箭头式图表，因为它们作为有效的可视化方法而广为人知，特别是在描述复杂系统时（Fandel等，2018；Norton和Schofield, 2017）。此外，利益相关方需要了解包含在……

研究区域

Stuart Shelf覆盖南澳大利亚北部38,000平方公里的干旱地区，南界距离阿德莱德以北约325公里（图3）。年均降雨量约160毫米，年均潜在蒸发量约3000毫米（Currie等，2023）。鉴于高干旱度，该地区过去150年间土地利用以原生植被上的放牧为主，区内设有数座大型牧场。

讨论、经验教训和展望

在本背景下，

本试点研究和ECM/IPD方法是应州政府希望在评估矿产资源开发提案及考虑潜在环境影响时，在监管者、倡议者和自然资源管理机构之间建立共同知识库而开发的，特别是关于评估这些影响所需的信息和数据。有几个主要启示，特别是复杂性与……之间的权衡

未来研究机会

本文提出的ECM/IPD方法旨在利用视觉工具的力量，改善向澳大利亚南部干旱地区传达环境影响评估结果的效率，以提高透明度和信任度。该EIA从研究早期就受益于强有力的外部沟通工作。这种早期沟通使各方有更多时间识别和沟通哪些环境资产可能受到拟议……的威胁

结论

本文描述并展示了一个为将环境知识整合到环境影响评估过程中而开发的框架，该框架连接了三个互补的分析层次：（1）一个图示化的生态水文学概念模型，建立环境系统及其重要特征的空间一致性表征；（2）一个影响路径图，将该表征转化为明确的"驱动因素—活动—来源—压力—受体"链条；（3）一个重要性评估，……

伦理声明

本项目按照《澳大利亚国家人类研究伦理行为准则》（2007年，2018年更新）、AIATSIS《原住民和托雷斯海峡岛民研究伦理准则》（2020年）、《联邦隐私法1988年》以及自由、事先和知情同意（FPIC）原则进行。已获得CSIRO社会科学人类研究伦理委员会（CSSHREC）批准（批准号：168/23）。参与本项目为自愿，涉及……

资金来源

本工作由南澳大利亚环境与水务部和能源与矿业部通过Goyder水资源研究所资助，南澳大利亚干旱地区和Eyre半岛景观委员会、CSIRO和弗林德斯大学提供支持。更多信息请访问https://goyderinstitute.org/project/ecohydrological-models-for-the-northern-eyre-braemar-and-stuart-shelf-regions/。

未引用参考文献

(DEW) 环境与水务部，2024

利益冲突声明

作者声明他们没有任何已知的竞争财务利益或个人关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

本工作得到Goyder研究所和环境与水务部（DEW）的支持。作者衷心感谢Dr. Bryony Cotterell和Dr. Kerri Muller，以及项目咨询委员会成员，包括南澳大利亚干旱地区和Eyre半岛景观委员会的代表，他们的指导和支持。我们向Wirangu原住民公司、Gawler Ranges原住民公司和Nauo原住民成员致以诚挚的谢意……

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